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09年高考实验探究习题集锦 安徽省六安二中 魏 根 例一、磷酸钙、磷酸一氢钙均为难溶于水的白色固体．某同学向磷酸一氢钠溶液中滴加氯化钙溶液至恰好反应，生成白色沉淀．试设计一个简单的实验方案，来证明所生成的白色沉淀是磷酸钙还是磷酸一氢钙．（已知：磷酸一氢根离子水解程度大于电离程度） 实验原理__________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 实验用品及试剂：烧杯、玻璃棒、试管、滴管；石蕊试液、酚酞、pH试纸 实验步骤、现象及结论： 1．___________________________________________________________ 2．___________________________________________________________ 3．___________________________________________________________ 4．___________________________________________________________ 例二、某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）  实验选用细铜丝、98.3% H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方。以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录，根据上述材料回答下列问题 材料一 小组交流摘录 学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒 状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！ 学生2：，我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固 体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4。 学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固 体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S=Cu2S（黑色）。 材料二 探究实验剪辑 实验1 将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮， 溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化。 实验2 截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸，黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色。 实验3 将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减少10%左右。 （1）A试管上方的长导管的作用是_____________ ____；D、E两支试管中CCl4的作用是_________________。 （2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：__________ _____。 （3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是：________ __ 。 设计实验验证你的猜想_____ 。 （4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是____________。（写化学式） 例三、下列是某兴趣小组研究浓硫酸的氧化性的结论并进行了实验验证: ①一般认为1:1的硫酸浓度大于60%，就具有一定的氧化性，越浓氧化性越强，60%以下的H2SO4氧化性就不怎么强了。②温度也影响氧化性，如铜放于冷的浓硫酸中反应不明显，如果加热就可以观察到明显现象。③98%的浓硫酸物质的量浓度为18.4 mol·L－1，密度为1.84 g·cm－3据以上信息回答： （1）如图装置，同学甲先向带支管的试管中放入铜粉和3 mL水，然后从分液漏斗中加98%的浓硫酸10—15滴（约0.5 mL），加热至沸腾，该试管中液体是否有有明显变化______。试用数据解释原因__________________________________。  (2)甲同学再用分液漏斗加浓硫酸10 mL再加热至沸腾，现象是_______________________。 (3)乙同学利用所示装置直接从分液漏斗中加浓硫酸10 mL与铜片反应。所观察到与甲不同的现象是 __________________原因是__________________________________。为了最终看到与甲类似的现象，乙同学需进行的操作是___________________。 (4)乙同学进行加热，还在带支管的试管中观察到有黑色物质出现，大胆假设此物质是_______________。 例四、农民使用的氮肥主要是“氢铵”和尿素。某化学兴趣小组对某“氢铵”化肥进行了专项研究：（1）预测：根据已有知识和“氢铵”的名称，该小组预测该“氢铵”是碳酸或亚硫酸或硫酸的铵盐。（2）验证和探究：①NH4+的验证：取少量固体药品于试管中，然后 。 ②阴离子的探究： a.取少量固体药品于试管中，然后向试管中滴加稀盐酸，固体全部溶解，将产生的气体通入下列装置。观察到的现象是：溴水无明显变化，澄清石灰水变浑浊。  再向滴加稀盐酸反应后的试管中，加Ba(OH)2溶液，无明显现象。 初步结论：“氢铵”是 的铵盐。b.要进一步确定“氢铵”的成分还需要补做如下实验：取适量“氢铵”配制成溶液，取试液于一支洁净的试管中，加 。 （3）该实验小组设计了以下二个实验方案测定该化肥的含氮量，请你阅读后解释方案中提出的问题并进行评价：  方案（一）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（一）的烧瓶中，滴加过量NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置，通过实验测定烧杯增加的质量（忽略漏斗中附着溶液的质量）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。 方案（二）：准确称取一定质量的样品，放入上图方案（二）的烧瓶中，滴加过量NaOH浓溶液，充分微热，按如图装置(A管可以上下移动)，测量生成的氨气体积（设所测体积为标准状况下的体积）。然后进行计算，可得化肥的含氮量。 方案（二）图中导管a的作用是 请你评价上述两套方案是否合理。若合理只需要说明结论；若不合理，请简要说明原因，并指出修改方案（若要添加仪器、药品，请说明添加的位置、名称） 方案（一）： 方案（二）： 例五、高中学生要积极进行研究性学习，为将来挤身科研前沿做准备。以下素材是某课外实验小组的实验记录，请根据实验记录回答有关问题。 实验内容：铜与硝酸反应有关问题的探讨。 实验器材：电线细铜丝，1 mol?L-1 HNO3，14 mol?L-1 HNO3，碱石灰，Cu(NO3)2晶体， 玻璃丝，酒精灯，试管，夹持器械，火柴。实验记录如下。
已知：Cu2＋可以和NH3形成类似[Ag(NH3)2]＋的复杂离子[Cu(NH3)4]2＋，NH3分子也可以换成其他分子或离子。请回答： ⑴稀硝酸与铜丝反应后，所得溶液呈天蓝色的化学粒子符号是 (写化学式)。 ⑵使饱和硝酸铜溶液呈深蓝色的化学粒子符号可能是 。 ⑶有资料上介绍浓硝酸与铜丝反应后所得溶液颜色显蓝色，实验中得到却是绿色溶液，试写出显绿色的可能原因 ，设计两种不同的简单的实验方法证明你的解释： 方案① ； 方案② 。 例六、已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于98％的硫酸，而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行分离，可得到固体甲。(实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器)请填写表中空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。
参考答案 例一、（1）原理：若生成物的混合物显强酸性，则生成的沉淀为  ， ．若生成物的混合物不显酸性，则生成的沉淀为  , （2）A：将氯化钙溶液滴入到  溶液中过量至不再沉淀为止． B：沉淀静置 C：取一小段pH试纸放在干燥洁净的表面皿．用洁净干燥的玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸 D：与标准比色卡对照，若溶液呈酸性，则证明生成的为；反之则证明为．例二、（1）冷凝、回流。防止倒吸。 （2）S+2H2SO4（浓）═3SO2↑+2H2O （3）由于SO2溶解度较大，生成了Ca（HSO3）2溶液的缘故。 取样后，向其中加入氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成。（或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法，开放题，） （4）CuO、CuS、Cu2S（共2分，完全正确给2分，） 例三、 (1)否 硫酸溶质质量分数为23%＜60%，其氧化性不突出所以无明显现象（2分） (2)铜片慢慢溶解，带支管的试管中溶液渐成蓝色，小试管中品红褪色。（2分） (3)现象是: 液体无色或浅蓝色，有白色固体在试管底部析出。（2分） 原因:98%浓H2SO4有吸水性只剩无水硫酸铜。（2分） 待支管的试管冷却后沿烧杯壁缓缓加入到水中，并不断用玻璃棒搅拌。（2分） (4)Cu2S或硫化铜或Cu2S与硫化铜的混合物（2分） 例四、答案．①滴加NaOH浓溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口部，加热试管，若红色石蕊试纸变蓝，则证明含NH4+。 ②碳酸；足量BaCl2溶液振荡充分反应，若不产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为NH4HCO3；若产生白色沉淀，过滤，取滤液加适量的Ba(OH)2溶液，也产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为(NH4)2CO3和NH4HCO3的混合物；若不产生白色沉淀，说明该化肥主要成分为(NH4)2CO3。 导管a的作用：保持烧瓶与分液漏斗的压强相同，使分液漏斗中的液体顺利流出；滴入锥形瓶的氢氧化钠溶液体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入氢氧化钠溶液引起的氨气体积误差。 方案（一）：不合理；装置中没有干燥装置，稀硫酸吸收了较多水蒸汽，误差太大；在烧杯前加一个装由碱石灰的干燥管。 方案（二）：合理。 例五、 ⑴ [Cu(H2O)4]2+（2分） ⑵ [Cu(H2O)4—x(NO3)x](2—x)  (1<x<4) （2分）⑶ 可能是还原产物NO2溶入其中引起的（2分）。 方案①向饱和的硝酸铜溶液中通入大量的NO2气体； 方案②将浓硝酸与铜丝反应后的溶液加热 方案③用水稀释。 （每写出一种方法给2分，共4分，其它合理方案也给分） 例六.答案：
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